本發(fā)明涉及液體采集裝置及具備液體采集裝置的測定裝置。
背景技術(shù):
以往,作為取得體內(nèi)生物體信息的方法,通常是進行對通過采血得到的血液中的組成進行查驗的生物化學(xué)檢查。該檢查以在醫(yī)療機構(gòu)實施為主。其中,血糖值傳感器已在糖尿病患者中普及,簡易的乳酸傳感器正在運動員中普及。然而,這些傳感器都成為應(yīng)用于通過采血而侵入式的方法的檢查方法。此外,對于為了包括運動員等在內(nèi)的一般人利用傳感器在日常生活中容易地進行健康管理,則需要一種應(yīng)用于使用體外分泌成分而取得體內(nèi)生物體信息的非侵入式方法的傳感器。
作為應(yīng)用于非侵入式方法的傳感器的一個例子,在專利文獻1中,公開了一種通過出汗促進部促進出汗,并使汗液回收部移動到促進了出汗的位置而回收已出汗的汗液的汗液回收裝置、以及對回收了的汗液進行分析的汗液分析裝置。
然而,在專利文獻1中,由于汗液回收裝置伴隨機械式運動,因而存在構(gòu)成變得復(fù)雜的技術(shù)問題。此外,由于通過排出汗液回收裝置回收了的汗液的構(gòu)成尚未公開,因此考慮到回收到的汗液積壓在汗液回收裝置中,從而存在難以連續(xù)地回收及分析汗液的技術(shù)問題。
因此,迫切期望有能夠通過簡易的構(gòu)成,連續(xù)地回收(采集)包含汗液的體外分泌液(液體),還能夠利用采集的液體,連續(xù)地測量液體中的特定成分的液體采集裝置、以及具備液體采集裝置的測定裝置。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2009-247440號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明用于解決上述技術(shù)問題中的至少一部分而作出的,可以通過如下的實施方式或應(yīng)用例來實現(xiàn)。
(應(yīng)用例1)
本應(yīng)用例的液體采集裝置,其特征在于,采集部,用于采集液體;以及排出部,將通過所述采集部采集到的所述液體從采集部排出。
根據(jù)本應(yīng)用例,液體采集裝置通過具備排出部而將采集部所采集的液體排出。由此,能夠防止采集部所采集的液體(體外分泌液)積壓于采集部,從而能夠連續(xù)地采集液體。
(應(yīng)用例2)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選所述液體采集裝置安裝于被附著體,所述采集部構(gòu)成為通過安裝于所述被附著體而被密封。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過采集部安裝于被附著體而被密封,能夠在采集部不漏液體地進行采集。由此,采集到采集部中的液體能夠通過依次采集的液體的壓力,從采集部順利地流動到排出部。
(應(yīng)用例3)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選具備將所述采集部與所述排出部連接的移動部。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過具備將采集部與排出部連接,并使液體移動的移動部,能夠輔助液體從采集部向排出部移動。另外,能夠使積存在采集部的液體一口氣向排出部移動。
(應(yīng)用例4)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選還具備:設(shè)置于所述采集部、所述移動部和所述排出部中任一個上,并對所述液體所包含的預(yù)定成分進行響應(yīng)的凝膠狀的響應(yīng)部。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過使響應(yīng)所采集的液體中包含的預(yù)定的成分的凝膠狀的響應(yīng)部設(shè)置在采集部、移動部以及排出部的任一個上,能夠使用所采集的液體測定液中的特定成分。另外,由于所采集的液體從采集部向排出部連續(xù)地流動,因此,能夠連續(xù)地測定液體中的特定成分。
(應(yīng)用例5)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選在所述響應(yīng)部所設(shè)置的所述采集部、所述移動部以及所述排出部中的任一個上具備能夠?qū)憫?yīng)所述液體所包含的所述預(yù)定成分的所述響應(yīng)部進行視覺確認的區(qū)域。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過具備確認響應(yīng)部的顏色的區(qū)域,用戶能夠利用顏色確認所測量的液中的特定成分的量,并能夠通過顏色(色調(diào))變化確認特定成分的量的變化(增減)。
(應(yīng)用例6)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選采集部具有設(shè)置于被附著體上的設(shè)置部,設(shè)置部與響應(yīng)部分開。
根據(jù)這種液體采集裝置,在設(shè)置部與響應(yīng)部之間,在厚度方向上具有空隙區(qū)域(分開),從被附著體采集的液體積存在該空隙區(qū)域,因此能夠與響應(yīng)部發(fā)生反應(yīng)。另外,根據(jù)該空隙區(qū)域,與響應(yīng)部和被附著體無間隙地接合的情況下相比,可提高液體的流動性。由此,響應(yīng)部能夠不斷地與連續(xù)采集的液體接觸,因此能夠?qū)?yīng)所采集的液體的特定成分的量的變化響應(yīng)。由此,能夠提高響應(yīng)部的響應(yīng)性。
(應(yīng)用例7)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選所述采集部、所述移動部以及所述排出部的與所述液體接觸的面具有親水性。
根據(jù)這種液體采集裝置,能夠提高所采集的液體在采集部、移動部及排出部的流動性。
(應(yīng)用例8)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選所述排出部通過由從所述采集部或所述移動部連至所述液體采集裝置的外部的多個孔構(gòu)成的孔部件構(gòu)成。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過具有孔部件而構(gòu)成排出部,能夠利用孔部件吸引液體的力(例如毛細管力),有效地將所采集的液體向外部排出。
(應(yīng)用例9)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選在采集部的外周部具備多個排出部。
根據(jù)這種液體采集裝置,能夠使采集部采集到的液體更有效地向排出部流動,從而更有效地從排出部向外部排出。
(應(yīng)用例10)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選排出部沿著采集部的外周部相連而構(gòu)成。
根據(jù)這種液體采集裝置,通過使排出部沿著采集部的外周部相連而構(gòu)成,能夠使采集部采集到的液體更有效地向排出部流動,從而更有效地從排出部向外部排出。
(應(yīng)用例11)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選采集部具備包圍所述響應(yīng)部并存積所述液體的存積部。
根據(jù)這種液體采集裝置,采集部具備包圍響應(yīng)部并存積液體的存積部,能夠在響應(yīng)部可靠地進行與液體的響應(yīng)。
(應(yīng)用例12)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選響應(yīng)部構(gòu)成為包含響應(yīng)所述液體而體積膨脹的刺激響應(yīng)性凝膠。
根據(jù)這種液體采集裝置,在響應(yīng)部混入了反射率高的微粒子的情況下,由于刺激響應(yīng)性凝膠的體積膨脹,粒子間隔發(fā)生變化,由于反射的反射光的波長變化,從而顏色也變化。由此,能夠通過顏色的變化容易地測量液中的特定成分的量。另外,通過測量響應(yīng)部的導(dǎo)電率,能夠通過導(dǎo)電率的變化容易地測量液體中的特定成分的量。
(應(yīng)用例13)
在上述應(yīng)用例涉及的液體采集裝置中,優(yōu)選具備將所述采集部設(shè)置于所述被附著體的粘著部件。
根據(jù)這種液體采集裝置,利用粘著部件將采集部安裝在被附著體上,能夠容易地使采集部與被附著體緊貼。
(應(yīng)用例14)
上述應(yīng)用例涉及的測定裝置,其特征在于,具備:上述任一種液體采集裝置;轉(zhuǎn)換部,將所述響應(yīng)部的變化轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號而輸出;運算部,根據(jù)所述轉(zhuǎn)換部輸出的所述數(shù)據(jù)信號而運算所述液體中包含的所述預(yù)定成分的量;顯示部,顯示所述運算部的運算結(jié)果;以及容納部,容納所述響應(yīng)部、所述轉(zhuǎn)換部、所述運算部以及所述顯示部。
根據(jù)這種測定裝置,在轉(zhuǎn)換部,將液體采集裝置的響應(yīng)部的變化轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號,在運算部,由轉(zhuǎn)換部輸出的數(shù)據(jù)信號運算液體所含的預(yù)定的成分的量。另外,在顯示部,顯示在運算部得出的結(jié)果。此外,響應(yīng)部、轉(zhuǎn)換部、運算部及顯示部容納在容納部中。如上所述,測定裝置通過具備連續(xù)地采集液體,并響應(yīng)所采集的液體的液體采集裝置,能夠利用非侵入式方法,連續(xù)地測量并顯示液中的特定成分。因此,用戶通過將該測定裝置安裝在被附著體(例如手臂等)上,能夠容易地確認液中的特定成分的量的變化。
附圖說明
圖1是示意性地示出第一實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖2是示意性地示出第一實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖3是示意性地示出第二實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖4是示意性地示出第二實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖5是示意性地示出第三實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖6是示意性地示出第三實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖7是示意性地示出第四實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖8是示意性地示出第四實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖9是示意性地示出第五實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖10是示意性地示出第五實施方式的汗液采集裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖11是示意性地示出第六實施方式的汗液測定裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖12是示出第六實施方式的汗液測定裝置的概略的電路構(gòu)成的圖。
圖13是示意性地示出第七實施方式的汗液測定裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖14是示出第七實施方式的汗液測定裝置的概略的電路構(gòu)成的圖。
附圖標(biāo)記說明
1、1a、1b、1c…作為液體采集裝置的汗液采集裝置;3、4…作為測定裝置的汗液測定裝置;8…汗液;10、10c、10d…采集部;11、11b…移動部;12、12a、12b、12c…排出部;15…粘著部件;20…響應(yīng)部;21…刺激響應(yīng)性凝膠;31…顯示部;36…作為容納部的外裝部;54…作為轉(zhuǎn)換部的受光量測定部;55…作為轉(zhuǎn)換部的a/d轉(zhuǎn)換部;63…作為轉(zhuǎn)換部的導(dǎo)電率測定部;64…作為轉(zhuǎn)換部的a/d轉(zhuǎn)換部;101…設(shè)置部;105…空隙區(qū)域;107…存積部;111…作為填充部件的多孔質(zhì)玻璃;122…形成精細連通孔的孔部;123、124…作為精細連通孔部件的多孔質(zhì)玻璃;353…作為轉(zhuǎn)換部的受光部;511…作為運算部的色調(diào)檢測部;512…作為運算部的乳酸值運算部;611…作為運算部的乳酸值運算部;s…作為被附著體的皮膚。
具體實施方式
以下,根據(jù)圖面,對實施方式進行說明。此外,各圖面中的各部件由于在各附圖上為可識別程度的大小,因此將各部件中的各個部件以不同的比例尺而圖示。
第一實施方式
圖1是示意性地示出第一實施方式的汗液采集裝置1的構(gòu)成的俯視圖。圖2是示意性地示出汗液采集裝置1的構(gòu)成的截面圖。此外,圖1以虛線示出汗液采集裝置1的內(nèi)部。參照圖1、圖2,對作為液體采集裝置的汗液采集裝置1的構(gòu)成進行說明。
本實施方式的汗液采集裝置1是設(shè)置于作為被附著體的人體的身體表面例如手臂表面而使用的裝置。另外,汗液采集裝置1采集出汗的作為體外分泌液(液體)的汗液8,并測量該汗液8所包含的作為特定成分的乳酸的量。用戶將汗液采集裝置1安裝于手臂等,通過進行跑步等運動,能夠隨時確認乳酸的量。
如圖1、圖2所示,汗液采集裝置1構(gòu)成為具備采集部10、移動部11、排出部12和響應(yīng)部20。另外,汗液采集裝置1還具備將采集部10粘貼在皮膚s的表面的片狀的粘著部件15。此外,汗液采集裝置1由采集部10、移動部11及排出部12一體地構(gòu)成。
此外,為了便于說明,在下文中,在汗液采集裝置1中,將在皮膚s的表面的法線方向設(shè)為上方向,將相反方向設(shè)為下方向。
在本實施方式中,汗液采集裝置1由整個透明的合成樹脂材料形成外殼,能夠確認內(nèi)部的狀態(tài)(能夠視覺確認)。作為汗液采集裝置1的材質(zhì),例如能夠使用透明的丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹脂、pc(聚碳酸酯)樹脂等。然而,并不限于此,也可以使用軟質(zhì)玻璃等。
采集部10形成為底面開放而上表面封閉的凹狀的圓筒形。另外,底面部具備從外周向外側(cè)延伸而以圓環(huán)形的平板狀形成的設(shè)置部101。汗液采集裝置1在設(shè)置部101的下表面設(shè)置有粘著部件15,并能夠通過經(jīng)由粘著部件15將采集部10粘貼于皮膚s而安裝。此外,汗液采集裝置1的采集部10是通過安裝于皮膚s而被密封的構(gòu)成。
構(gòu)成與采集部10連接(連接)的移動部11。移動部11從采集部10的外周的側(cè)面向外部延伸,并形成截面為扁平的矩形的筒狀。然后,與移動部11連接(連接)構(gòu)成排出部12。排出部12以從移動部11的終端呈放射狀擴大的狀態(tài)的方式形成。
在采集部10的上表面102的內(nèi)面102a設(shè)置有形成為圓形的板狀的響應(yīng)部20。響應(yīng)部20構(gòu)成為包含刺激響應(yīng)性凝膠21。刺激響應(yīng)性凝膠21是包含對汗液進行響應(yīng)的藥劑的凝膠狀的物質(zhì)。刺激響應(yīng)性凝膠21的構(gòu)成材料未特別地限定,在本實施方式中,例如,是由包含具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子材料、溶劑的材料等構(gòu)成,高分子材料成為對汗液進行響應(yīng)的藥劑。
作為構(gòu)成刺激響應(yīng)性凝膠21的高分子材料,能夠使用例如使單體、聚合引發(fā)劑、以及交聯(lián)劑等發(fā)生反應(yīng)而得到的物質(zhì)。此外,單體也稱為單體(monomer)。
作為單體可以列舉例如:丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、n-異丙基丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、n,n-二甲基氨基丙基丙烯酰胺各種四級鹽、丙烯酰嗎啉、n,n-二甲基氨基乙基丙烯酸鹽各種四級鹽、丙烯酸、各種烷基丙烯酸鹽、甲基丙烯酸、各種烷基甲基丙烯酸鹽、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、甘油單甲基丙烯酸酯、n-乙烯吡咯烷酮、丙烯酸腈、苯乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三丙烯乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯乙二醇二丙烯酸酯、2,2-雙[4-(丙烯酰氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯酰氧基]苯基、2-羥基-1-丙烯酰氧基-3-甲基丙烯酰氧基丙烷、2,2-雙[4-(丙烯酰氧基聚氧丙烯)苯基]丙烷、乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、2-羥基-1,3-二甲基丙烯酰氧基丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、n,n三羥亞甲基雙丙烯酰胺、n,n雙丙亞甲基雙甲基丙烯酰胺、二乙二醇二烯丙基醚、二乙烯基苯等。
為了檢測乳酸,作為單體能夠優(yōu)選使用3-丙烯酰胺苯基硼酸、乙烯基苯硼酸、丙烯酰氧基苯硼酸、n-異丙基丙烯酰胺(nipaam)、雙乙烯丙烯酰胺、n-羥基乙基丙烯酰胺等。詳細而言,作為單體優(yōu)選將從由3-丙烯酰胺苯基硼酸、乙烯基苯硼酸、以及丙烯酰氧基苯硼酸構(gòu)成的組中選出的一種或兩種以上的單體、以及從由n-異丙基丙烯酰胺(nipaam)、雙乙烯丙烯酰胺、n-羥基乙基丙烯酰胺構(gòu)成的組中選出的一種或兩種以上的單體組合起來使用。
作為聚合引發(fā)劑,例如,可以根據(jù)其聚合方式,適當(dāng)選擇。具體而言,聚合引發(fā)劑可以使用:過氧化氫、過硫酸鹽,例如過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等;偶氮系引發(fā)劑,例如2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙(n,n’-二亞甲基異丁基脒基)2鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-甲基-n-[1,1-雙(羥基甲基)-2-羥基乙基]丙酰胺}、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]2鹽酸鹽、4,4’-偶氮雙(4-氰基纈草酸)、2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4’-二甲基戊腈)、苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(trimethylbenzoyldiphenylphosphineoxide)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮等通過紫外光產(chǎn)生基團的化合物、2,4-二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、2-(3-二甲基氨基-2-羥基丙氧基)-3,4-二甲基-9h-噻噸酮-9-酮meso氯化物(オンメソクロライド)、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1,2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、雙(環(huán)戊二烯基)-雙(2,6-二氟-3-(pill-1-基)鈦、1,3-二(叔丁基過氧羰基)苯、以及在3,3’,4,4’-四-(叔丁基過氧羰基)苯甲酮等過氧酯中混合了硫代鹽、部花青喹啉、苯乙烯基喹啉(styrylquinoline-based)系色素后的物質(zhì)等的利用360nm以上的波長的光產(chǎn)生基團的化合物等。另外,過氧化氫或過硫酸鹽,可以將例如亞硫酸鹽、l-抗壞血酸等還原性物質(zhì)及胺等組合起來作為氧化還原反應(yīng)系的引發(fā)劑使用。
交聯(lián)劑可以使用具有兩個以上聚合性官能團的化合物,具體而言,可以使用:乙烯乙二醇、丙烯乙二醇、三羥甲基丙烷、丙三醇、聚氧乙烯乙二醇、聚氧丙烯乙二醇、聚丙三醇、n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、n,n’-亞甲基-雙-n-乙烯基乙酰胺、n,n’-丁烯基-雙-n-乙烯基乙酰胺、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、丙烯基化淀粉、丙烯基化纖維素、己二烯酞酸酯、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚、三羥甲基丙烷三烯丙基醚、二乙烯乙二醇二烯丙基醚、偏苯三酸三烯丙酯等。
刺激響應(yīng)性凝膠21可以是包含多種不同種類的高分子材料的凝膠。刺激響應(yīng)性凝膠21中的高分子材料的含有率優(yōu)選在0.7質(zhì)量%以上36.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選在2.4質(zhì)量%以上27.0質(zhì)量%以下。
通過使刺激響應(yīng)性凝膠21形成包含溶劑的構(gòu)成,能夠使高分子材料適當(dāng)?shù)啬z化。作為溶劑,可以使用各種有機溶劑及無機溶劑。更具體而言,溶劑可以舉出例如:水;甲醇、乙醇等各種醇;丙酮等酮類;四氫呋喃、二乙基醚等醚類;二甲基甲酰胺等酰胺類;正-戊烷、正-己烷、正-庚烷、正-辛烷等鏈狀脂肪族碳化氫;環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷等脂環(huán)式碳化氫;苯、甲苯、二甲苯等芳香族類等,尤其優(yōu)選含水的溶劑。
刺激響應(yīng)性凝膠21可以構(gòu)成為包含作為溶劑的多種不同種類的成分。刺激響應(yīng)性凝膠21中的溶劑的含有率優(yōu)選在30質(zhì)量%以上95質(zhì)量%以下,更優(yōu)選在50質(zhì)量%以上90質(zhì)量%以下。
刺激響應(yīng)性凝膠21的大小不特別地限定,在本實施方式中,例如,刺激響應(yīng)性凝膠21的平面尺寸為大約1cm。另外,厚度優(yōu)選在1μm以上1mm以下,更優(yōu)選在5μm以上500μm以下。
刺激響應(yīng)性凝膠21具有聚合物鏈。在該聚合物鏈上設(shè)置有多個硼酸基。在刺激響應(yīng)性凝膠21未浸透乳酸時(在不響應(yīng)的情況下),成為硼酸基彼此結(jié)合且聚合物鏈接近的狀態(tài)。由此,刺激響應(yīng)性凝膠21為收縮的狀態(tài)。在刺激響應(yīng)性凝膠21浸透乳酸時(在響應(yīng)的情況下),通過硼酸基與乳酸結(jié)合,由于成為聚合物鏈解離的狀態(tài),從而刺激響應(yīng)性凝膠21的體積發(fā)生膨脹。
在本實施方式,刺激響應(yīng)性凝膠21構(gòu)成為除了高分子材料與溶劑之外,還包含反射率高的微粒子。由此,在刺激響應(yīng)性凝膠21中,當(dāng)可見光區(qū)域的附近具有膠體晶體的晶格間距時,膠體晶體發(fā)出粒子間距固有的結(jié)構(gòu)色,當(dāng)進入了乳酸時,結(jié)構(gòu)色會因粒子間距的變化而變化。換言之,刺激響應(yīng)性凝膠21射出粒子間距所固有的波長的反射光,并由于體積膨脹而導(dǎo)致粒子間距變化,因此,反射的反射光的波長會變化。
刺激響應(yīng)性凝膠21在乳酸值低的情況下發(fā)出波長短的顏色,隨著乳酸值的增加,發(fā)出波長變長的顏色。具體而言,在本實施方式,在乳酸值低或無乳酸值時,發(fā)出藍色,隨著乳酸值的增加,依次按綠色、黃色、紅色而變化。此外,在乳酸值減小時,顏色的變化相反。用戶通過構(gòu)成透明的采集部10的上表面102,能夠容易地視覺確認該刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色變化。
作為微粒子的構(gòu)成材料,可以舉出:二氧化硅、氧化鈦等無機材料;聚苯乙烯、聚酯、聚酰亞胺、聚烯烴、聚(甲基)丙烯酸甲基、聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、尼龍、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等有機材料等。微粒子優(yōu)選為二氧化硅微粒子。由此,能夠使微粒子的形狀的穩(wěn)定性等變得特別優(yōu)異,從而使得刺激響應(yīng)性凝膠的耐久性、可靠性等變得特別優(yōu)異。另外,由于二氧化硅微粒子作為粒度分布尖銳的單分散微粒子,比較容易獲得,因此,從刺激響應(yīng)性凝膠的穩(wěn)定性生產(chǎn)、供給的角度出發(fā),也是有利的。
微粒子的形狀未特別地限定,但優(yōu)選球狀。由此,容易視覺確認膠體晶體的結(jié)構(gòu)色或結(jié)構(gòu)色的變化,能夠更容易地進行特定成分的檢測。微粒子的平均粒徑未特別地限定,但優(yōu)選在10nm以上1000nm以下,更優(yōu)選在20nm以上500nm以下。
由此,在特定成分滲入刺激響應(yīng)性凝膠時,更容易視覺確認膠體晶體的結(jié)構(gòu)色或結(jié)構(gòu)色的變化,因此,能夠更加容易地進行特定成分的檢測。此外,由于膠體晶體的結(jié)構(gòu)色更容易視覺確認,因此,根據(jù)其色調(diào),能夠更加容易且精確地進行特定成分的定量。
平均粒徑表示體積標(biāo)準(zhǔn)的平均粒徑。例如,在甲醇中添加樣品,利用庫爾特計數(shù)法粒度分布測定器對使用超聲波分散器分散3分鐘之后的分散液進行測定。這時,能夠通過使用50μm的孔徑(aperture)測定而求出樣品的平均粒徑。
此外,刺激響應(yīng)性凝膠21可以包含多種不同種類的微粒子。刺激響應(yīng)性凝膠21中的微粒子的含有率優(yōu)選在1.6質(zhì)量%以上36質(zhì)量%以下,更優(yōu)選在4.0質(zhì)量%以上24質(zhì)量%以下。
如圖2所示,在采集部10的上表面102的內(nèi)面102a上設(shè)置刺激響應(yīng)性凝膠21,在本實施方式中,最初對設(shè)置刺激響應(yīng)性凝膠21的采集部10的內(nèi)面102a進行氧等離子處理等,改善表面的潤濕性。此后,分別對構(gòu)成刺激響應(yīng)性凝膠21的高分子材料、溶劑及微粒子進行測量而均勻地混合起來,將該液體涂覆在采集部10的內(nèi)面102a。接著,通過照射紫外線,使得刺激響應(yīng)性凝膠21固定在內(nèi)面102a上。此外,除紫外線以外,也可以通過熱度來固定。
當(dāng)在采集部10設(shè)置了響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)時,設(shè)置在皮膚s的設(shè)置部101(詳細而言是粘著部件15)與響應(yīng)部20之間在厚度方向形成作為空隙g的空隙區(qū)域105。換言之,設(shè)置部101與響應(yīng)部20是分開的。此外,空隙區(qū)域105成為將皮膚s出汗后的汗液8積存在采集部10的存積區(qū)域。另外,與響應(yīng)部20和皮膚s無空隙地接觸的情況下相比,空隙區(qū)域105提高了汗液8的流動性。
在將汗液采集裝置1安裝在皮膚s的表面的情況下,皮膚s與響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)之間的空隙g未特別地限定,在本實施方式,優(yōu)選例如在1μm以上1mm以下,更優(yōu)選在5μm以上500μm以下。另外,空隙g優(yōu)選為厚度厚于響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)的厚度。
此外,通過使刺激響應(yīng)性凝膠21的厚度小(薄)于空隙g,即使細小的汗液8也能浸透刺激響應(yīng)性凝膠21的整個內(nèi)部,從而使得整個刺激響應(yīng)性凝膠21發(fā)生體積變化。因此,新的出汗的汗液8能夠馬上浸透刺激響應(yīng)性凝膠21的整個內(nèi)部,從而能夠與出汗的汗液8對應(yīng)地進行即時的測量。
排出部12構(gòu)成為精細連通孔部件(也簡稱為孔部件)。詳細而言,在排出部12中,從移動部11的終端(排出部12的始端部)直至排出部12的終端部,作為精細連通孔的以細的狹縫狀而形成的槽從上側(cè)由蓋121覆蓋,從而形成許多(多個)孔部122(毛細管)。該孔部122在排出部12的始端部和終端部開放,并具有通過毛細管力吸引移動部11的汗液并向外部空氣(汗液采集裝置的外部)排出的功能。換言之,移動部11通過孔部件的孔與外部空氣連接。
此外,在構(gòu)成汗液采集裝置1的采集部10、移動部11、排出部12中,與汗液8接觸的各個內(nèi)面通過實施親水化處理而具有親水性。由此,汗液8變得容易在各個內(nèi)面移動。親水化處理未特別地限定,可以標(biāo)注各種方法。例如,在本實施方式中,對汗液8接觸的各個內(nèi)面進行氧等離子處理。此外,也可以涂覆包含硅烷偶聯(lián)劑的溶液。
對汗液采集裝置1的操作進行說明。
在將汗液采集裝置1安裝在手臂表面(皮膚s)進行運動的情況下,從皮膚s出汗的汗液8積存在采集部10的空隙區(qū)域105。積存在空隙區(qū)域105的汗液8與設(shè)置在其上部的響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)連接觸,浸透到刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部。然后,刺激響應(yīng)性凝膠21吸收汗液8并對汗液8所包含的乳酸進行響應(yīng)(反應(yīng))。此外,刺激響應(yīng)性凝膠21的體積根據(jù)與乳酸反應(yīng)的量而膨脹。
在本實施方式,刺激響應(yīng)性凝膠21中混入有二氧化硅的微粒子,在未與乳酸反應(yīng)的狀態(tài)下發(fā)出大致藍色。此外,由于汗液采集裝置1是透明的,因此用戶能夠通過采集部10的上表面102來視覺確認刺激響應(yīng)性凝膠21發(fā)出的藍色。
通過采集部10安裝在皮膚s上,除了移動部11以外,成為密封的構(gòu)成,因此在繼續(xù)出汗而汗液8積存到空隙區(qū)域105的情況下,通過出汗的汗液8的壓力,使汗液8向釋放壓力的方向移動。具體而言,在采集部10的內(nèi)部充滿了汗液8的情況下,溶入刺激響應(yīng)性凝膠21的汗液8或積存的汗液8向作為壓力的開放側(cè)的移動部11壓出。
移動至移動部11的汗液8,流過移動部11的內(nèi)部,到達與移動部11連接的排出部12。到達排出部12的汗液8通過汗液8的壓力與由多個孔部122產(chǎn)生毛細管力而流過孔部122的內(nèi)部,到達排出部12的終端部,并從排出部12向外部空氣排出。此外,圖1、圖2通過箭頭示意性地示出了汗液8的流動。
如上所述,通過繼續(xù)出汗,所采集的汗液8通過汗液8的壓力從采集部10依次向排出部12流動。由此,所采集的汗液8不會積存在采集部10,而順利地向移動部11、排出部12流動。因此,汗液采集裝置1能夠連續(xù)地采集出汗的汗液8。另外,刺激響應(yīng)性凝膠21能夠不斷地接觸連續(xù)采集的汗液8,并能夠與對采集的剛出汗的汗液8中包含的乳酸的量發(fā)生反應(yīng)。然后,刺激響應(yīng)性凝膠21能夠連續(xù)地測量作為顏色變化的反應(yīng)的結(jié)果。另外,使測量后的汗液8從刺激響應(yīng)性凝膠21快速地移動。
此外,所采集的汗液8中包含的乳酸的量越多,則刺激響應(yīng)性凝膠21的體積越膨脹,刺激響應(yīng)性凝膠21發(fā)出的顏色也會發(fā)生變化。如上所述,本實施方式的刺激響應(yīng)性凝膠21設(shè)定為在不與乳酸反應(yīng)的情況下是發(fā)出藍色,開始與乳酸反應(yīng),并乳酸的量變多的話,則越向紅色發(fā)生變化。因此,用戶在運動中,隨時能夠通過確認刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色的變化(色調(diào)),視覺性地估計乳酸的量。
根據(jù)上述實施方式,可得到以下效果。
作為本實施方式的液體采集裝置的汗液采集裝置1,通過具備排出部12,排出由采集部10采集到的汗液8。由此,能夠防止采集部10采集的汗液8積壓在采集部10中,從而能夠連續(xù)地采集汗液8。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,采集部10通過安裝在皮膚s上而被密封,從而能夠在采集部10不漏汗液8地進行采集。由此,被采集在采集部10的汗液8能夠通過依次采集的汗液8的壓力,從采集部10順利地向排出部12流動。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,通過具備使汗液8在采集部10和排出部12之間移動的移動部11,能夠輔助汗液8從采集部10向排出部12移動。另外,由于采集部10的容積小于移動部11的容積,因此,能夠使積存在采集部10的汗液8一口氣地向排出部12移動。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,響應(yīng)部20構(gòu)成為包含設(shè)置在采集部10且對汗液8中包含的乳酸進行響應(yīng)而體積膨脹的刺激響應(yīng)性凝膠21。由此,利用采集到的汗液8,能夠?qū)挂?中包含的作為特定成分的乳酸進行測量。另外,由于采集到的汗液8是從采集部10連續(xù)地向排出部12流動,因此,能夠連續(xù)地測量汗液8中包含的乳酸。另外,由于在刺激響應(yīng)性凝膠21中混入有反射率高的微粒子,因此,通過刺激響應(yīng)性凝膠21的體積膨脹,粒子間隔發(fā)生變化,并且通過反射的反射光的波長發(fā)生變化,從而顏色發(fā)生變化。由此,能夠通過顏色的變化而容易地進行測量汗液8中包含的乳酸的量。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,設(shè)置有響應(yīng)部20的采集部10由透明的合成樹脂形成。由此,用戶能夠通過透明的采集部10,利用刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色來確認汗液8中包含的乳酸的量,并且通過顏色(色調(diào))變化來確認乳酸的量的變化(增減)。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,采集部10的設(shè)置部101與響應(yīng)部20之間,在厚度方向上具有空隙區(qū)域105。由此,通過使從皮膚s采集的汗液8積存在該空隙區(qū)域105,能夠使其與響應(yīng)部20發(fā)生反應(yīng)。另外,通過該空隙區(qū)域105,與響應(yīng)部20和皮膚s無空隙地接觸的情況下相比,提高了汗液8的流動性。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,通過采集部10(包括空隙區(qū)域105)、移動部11、排出部12,能夠提高汗液8的流動性,因此,響應(yīng)部20能夠不斷地接觸連續(xù)地采集的汗液8,與所采集的汗液8中包含的乳酸的量的變化對應(yīng)地發(fā)生響應(yīng)。通過這些方式,能夠提高響應(yīng)部20的響應(yīng)性。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,采集部10、移動部11及排出部12的與汗液8接觸的內(nèi)表面具有親水性。由此,能夠提高采集到的汗液8在采集部10、移動部11以及排出部12的流動性。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,排出部12構(gòu)成為具有作為精細連通孔的孔部122。由此,利用由精細連通孔而產(chǎn)生的吸引汗液8的力(毛細管力),能夠有效地將采集部10采集到的汗液8向外部排出。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,具備將采集部10安裝在皮膚s上的粘著部件15。由此,通過將采集部10安裝在皮膚s上,能夠容易地使采集部10與皮膚s緊貼。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1,是將不是血液的汗液8作為檢測體的傳感器,能夠以無需采血的非侵入式容易地得到生物體的代謝信息。由此,通過在日常生活中使用,在每個人進行健康管理、訓(xùn)練建議上很有益。
第二實施方式
圖3是示意性地示出第二實施方式的汗液采集裝置1a的構(gòu)成的俯視圖。圖4是示意性地示出汗液采集裝置1a的構(gòu)成的截面圖。此外,圖3以虛線示出了汗液采集裝置1a的內(nèi)部。參照圖3、圖4,對汗液采集裝置1a的構(gòu)成及操作進行說明。
本實施方式的汗液采集裝置1a與第一實施方式的汗液采集裝置1相比,排出部12a的構(gòu)成不同。除此以外的構(gòu)成,構(gòu)成為與第一實施方式的汗液采集裝置1相同。對與第一實施方式相同的構(gòu)成部標(biāo)注相同的符號。另外,在下文中,省略相同的構(gòu)成部的說明。
本實施方式的汗液采集裝置1a,排出部12a不是第一實施方式中的孔部122(毛細管),而是由作為精細連通孔部件的多孔質(zhì)材料構(gòu)成。多孔質(zhì)材料例如可以是具有親水性的多孔質(zhì)玻璃、纖維素纖維、和纖維素粒子。另外,也可以是進行了親水化處理的化學(xué)纖維、進行了親水化處理的海綿等多孔質(zhì)材料。此外,在本實施方式中,在排出部12a的殼內(nèi)部設(shè)置板狀的多孔質(zhì)玻璃123而構(gòu)成排出部12a。
根據(jù)這種構(gòu)成,流過移動部11的汗液8到達排出部12a的情況下,也浸透了多孔質(zhì)玻璃123的內(nèi)部的精細孔,并移動到排出部12a的終端部而向外部空氣排出。此外,圖3、圖4通過箭頭示意性地示出了汗液8的流動。
根據(jù)這種構(gòu)成,由于測量結(jié)束后的汗液8隨時會蒸發(fā),汗液采集裝置1a能夠快速進行汗液8從采集部10向移動部11及排出部12a的移動。因此,能夠利用刺激響應(yīng)性凝膠21快速地測量采集部10所采集的剛出汗的汗液8,并使測量后的汗液8從刺激響應(yīng)性凝膠21快速地移動。
根據(jù)上述實施方式,雖然與第一實施方式的構(gòu)成有所不同,但能夠得到與第一實施方式相同的效果。
第三實施方式
圖5是示意性地示出第三實施方式的汗液采集裝置1b的構(gòu)成的俯視圖。圖6是示意性地示出汗液采集裝置1b的構(gòu)成的截面圖。此外,圖5以虛線示出了汗液采集裝置1b的內(nèi)部。參照圖5、圖6,對汗液采集裝置1b的構(gòu)成及操作進行說明。
本實施方式的汗液采集裝置1b與第一實施方式的汗液采集裝置1相比,移動部11b和排出部12b的構(gòu)成不同。除此以外的構(gòu)成,構(gòu)成為與第一實施方式的汗液采集裝置1相同。對與第一實施方式相同的構(gòu)成部標(biāo)注相同的符號表示。另外,在下文中,省略相同的構(gòu)成部的說明。
本實施方式的汗液采集裝置1b,排出部12b不是第一實施方式中的孔部122(毛細管),而是由作為精細連通孔部件的多孔質(zhì)材料構(gòu)成筒狀。另外,在本實施方式中,設(shè)置有筒狀(本實施方式為截面矩形的筒狀)的多孔質(zhì)玻璃124作為排出部12b。另外,移動部11b不是第一實施方式中的中空的移動部11,在移動部11b的截面矩形的中空內(nèi)部(流動通道),設(shè)置有作為精細連通孔部件的多孔質(zhì)材料的多孔質(zhì)玻璃111作為填充部件。
根據(jù)這種構(gòu)成,從采集部10移動到移動部11b的汗液8滲入設(shè)置在移動部11b的多孔質(zhì)玻璃111并向排出部12b移動。移動到排出部12b的汗液8浸透筒狀的多孔質(zhì)玻璃124而向外部空氣排出。
根據(jù)這種構(gòu)成,由于測量結(jié)束后的汗液8隨時會蒸發(fā),汗液采集裝置1b能夠快速進行汗液8從采集部10向移動部11b及排出部12b的移動。因此,能夠利用刺激響應(yīng)性凝膠21來快速地測量采集部10采集到的剛出汗的汗液8,并使測量后的汗液8從刺激響應(yīng)性凝膠21快速地移動。
根據(jù)上述實施方式,雖然與第一實施方式的構(gòu)成有所不同,但除了能夠得到與第一實施方式相同的效果以外,還能夠得到以下效果。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1b,在排出部12b由筒狀的精細連通孔部件(多孔質(zhì)玻璃124)構(gòu)成的情況下,在其與采集部10之間(移動部11b)的流動通道上,設(shè)置有由精細連通孔部件構(gòu)成的多孔質(zhì)玻璃111作為填充部件。由此,在將汗液采集裝置1b安裝在手臂的皮膚s上進行了甩動手臂等的動作的情況下,由于排出部12b形成為筒狀,因此,能夠防止因外部空氣從排出部12b進入采集部10而導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡。另外,也能夠防止塵埃等進入。另外,能夠通過填充部件(多孔質(zhì)玻璃111)積極地吸引采集部10的汗液8,使汗液8向排出部12b流動。
第四實施方式
圖7是示意性地示出第四實施方式的汗液采集裝置1c的構(gòu)成的俯視圖。圖8是示意性地示出汗液采集裝置1c的構(gòu)成的截面圖。此外,圖7以虛線示出了汗液采集裝置1c的內(nèi)部。參照圖7、圖8,對汗液采集裝置1c的構(gòu)成及操作進行說明。
本實施方式的汗液采集裝置1c由采集汗液8的采集部10c、排出汗液8的排出部12c構(gòu)成,在采集部10c中設(shè)置有與第一實施方式相同的響應(yīng)部20。在本實施方式,與第一實施方式的汗液采集裝置1相比較,排出部12c是沿著采集部10c的外周部以采集部10c為中心相連,包圍整個外周而構(gòu)成。
采集部10c與第一實施方式的采集部10大致相同地構(gòu)成。不同的部分在于,在設(shè)置部101延伸出的基端部,用于使采集部10c采集到的汗液8向排出部12c流動(移動)的孔部106以預(yù)定的間距在整個圓周貫通而形成。
排出部12c由在第二、第三實施方式的排出部12a、12b使用的作為精細連通孔部件的多孔質(zhì)材料構(gòu)成。本實施方式的排出部12c由作為多孔質(zhì)材料的多孔質(zhì)玻璃124構(gòu)成。詳細而言,排出部12c是沿著采集部10c的外周形成為圓環(huán)形狀的平板狀,并設(shè)置在設(shè)置部101的上表面。此外,與第一實施方式相同地,在設(shè)置部101的下表面設(shè)置粘著部件15,在將汗液采集裝置1c安裝在皮膚s的表面時使用。此外,汗液采集裝置1c的采集部10c成為通過安裝在皮膚s上而被密封的構(gòu)成。
根據(jù)這種構(gòu)成,從皮膚s出汗的汗液8積存在采集部10c的空隙區(qū)域105。積存在空隙區(qū)域105的汗液8接觸設(shè)置在其上部的響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21),滲入刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部。然后,刺激響應(yīng)性凝膠21吸收汗液8而對汗液8中包含的乳酸進行響應(yīng)(反應(yīng))。
在采集部10c的內(nèi)部充滿汗液8的情況下,溶入刺激響應(yīng)性凝膠21的汗液8、積存的汗液8通過各孔部106被壓向汗液8的壓力的開放側(cè)即排出部12c。通過孔部106從采集部10c移動后的汗液8與構(gòu)成排出部12c的多孔質(zhì)玻璃124接觸。然后,汗液8滲入多孔質(zhì)玻璃124的內(nèi)部的精細孔,并移動到與多孔質(zhì)玻璃124的外部空氣接觸的外周面,從而向外部空氣排出。此外,在圖7、圖8以箭頭示意性地示出了汗液8的流動。
根據(jù)這種構(gòu)成,由于測量結(jié)束后的汗液8隨時會蒸發(fā),汗液采集裝置1c能夠快速進行汗液8從采集部10c向排出部12c的移動。因此,能夠利用刺激響應(yīng)性凝膠21快速地測量采集部10c采集到的剛出汗的汗液8,并使測量后的汗液8從刺激響應(yīng)性凝膠21快速地移動。
根據(jù)上述實施方式,雖然與第一實施方式的構(gòu)成有所不同,但除了能夠得到與第一實施方式的相同效果以外,還能夠得到以下效果。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1c,通過形成排出部12c沿著采集部10c的外周部相連的構(gòu)成,與第一實施方式相比,能夠使采集部10c采集的汗液8有效地流動至排出部12c,并從排出部12c有效地向外部排出。
第五實施方式
圖9是示意性地示出第五實施方式的汗液采集裝置1d的構(gòu)成的俯視圖。圖10是示意性地示出汗液采集裝置1d的構(gòu)成的截面圖。此外,圖9以虛線示出了汗液采集裝置1d的內(nèi)部。參照圖9、圖10,對汗液采集裝置1d的構(gòu)成及操作進行說明。
本實施方式的汗液采集裝置1d,與第四實施方式的汗液采集裝置1c相比,采集部10d的構(gòu)成不同。除此之外的其它構(gòu)成,構(gòu)成為與第四實施方式的汗液采集裝置1c相同。對與第四實施方式相同的構(gòu)成部標(biāo)注相同的符號。另外,在以下內(nèi)容中,省略對相同的構(gòu)成部的說明。
本實施方式的汗液采集裝置1d,由采集汗液8的采集部10d、排出汗液8的排出部12c構(gòu)成,采集部10d上設(shè)置有與第四實施方式相同的響應(yīng)部20。采集部10d與第四實施方式的采集部10c不同,具備積存汗液8的存積部107。存積部107以包圍響應(yīng)部20的外周的方式形成為圓柱狀。
另外,形成有與存積部107連接,且從下端部的外周向外側(cè)延伸而形成為圓環(huán)形狀的平板狀的流動部108。此外,流動部108具有第四實施方式的設(shè)置部101的功能,在本實施方式,在流動部108的下表面設(shè)置粘著部件15,在上表面設(shè)置作為排出部12c的多孔質(zhì)玻璃124。
采集部10d對應(yīng)于第四實施方式的孔部106,在與流動部108連接的部位形成孔部109。在采集部10d由合成樹脂材料構(gòu)成的情況下,最初一體地形成存積部107及流動部108,形成形成有孔部109(這種情況下也可以切口)的其余部分凹狀的采集部10d。然后,通過使該凹狀的采集部10d固定在流動部108的上表面而形成采集部10d??梢允褂谜辰蛹昂附拥确椒ㄟM行固定。
此外,通過設(shè)置在流動部108的下表面的粘著部件15,通過將汗液采集裝置1d安裝在皮膚s的表面,汗液采集裝置1d的采集部10d成為密封的構(gòu)成。另外,對應(yīng)于第四實施方式的空隙區(qū)域105,在本實施方式,被響應(yīng)部20和存積部107和皮膚s圍住的區(qū)域構(gòu)成為存積區(qū)域105d。
根據(jù)這種構(gòu)成,從皮膚s出汗的汗液8積存在采集部10d的存積區(qū)域105d。積存在存積區(qū)域105d的汗液8接觸設(shè)置在其上部的響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21),滲入刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部。然后,刺激響應(yīng)性凝膠21吸收汗液8而對在汗液8中包含的乳酸進行響應(yīng)(反應(yīng))。
在存積區(qū)域105d的內(nèi)部充滿汗液8的情況下,溶入刺激響應(yīng)性凝膠21的汗液8、積存的汗液8溢出存積部107的圓筒狀的壁,也蓄積在壁的外側(cè)而使汗液8積存在采集部10d的整個內(nèi)部。然后,通過各個孔部109壓向作為汗液8的開放側(cè)的排出部12c。此外,圖9、圖10中,以箭頭示意性地示出了汗液8的流動。
根據(jù)上述實施方式,雖然與第一實施方式及第四實施方式的構(gòu)成有所不同,但除了相同能夠得到第一實施方式及第四實施方式的效果以外,還能夠得到以下效果。
根據(jù)本實施方式的汗液采集裝置1d,采集部10d具備圍住響應(yīng)部20,并積存汗液8的存積部107,因此,能夠可靠地在響應(yīng)部20進行與汗液8的響應(yīng)。另外,能夠通過流動部108使測量后的汗液8依次向排出部12c流動。通過這些方式,能夠調(diào)整通過響應(yīng)部20進行的響應(yīng)與通過排出部12c進行的排出之間的平衡。
第六實施方式
圖11是示意性地示出第六實施方式的汗液測定裝置3的構(gòu)成的截面圖。圖12是示出汗液測定裝置3的概略的電路構(gòu)成的圖。參照圖11、圖12,對作為測定裝置的汗液采集裝置3的構(gòu)成及操作進行說明。
本實施方式的汗液測定裝置3使用第四實施方式中的汗液采集裝置1c構(gòu)成。此外,汗液采集裝置1c是一種用戶能夠通過透明的采集部10c,用肉眼確認與汗液8中包含的乳酸響應(yīng)的刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色變化的裝置。本實施方式的汗液測定裝置3成為一種使用光學(xué)方法將用戶用肉眼確認的顏色變化的情況以乳酸值顯示在顯示部31上的裝置。
本實施方式的汗液測定裝置3,包括汗液采集裝置1c,由汗液采集裝置1c與可自由拆裝地安裝在汗液采集裝置1c的上部的裝置主體30一同構(gòu)成。裝置主體30由顯示部31、操作部32、電源部33、電路部34、光學(xué)檢測部35以及作為容納它們的容納部的外裝部36等構(gòu)成。
外裝部36形成大致圓筒狀。在外裝部36的下端部形成有多個掛鉤部361。另外,在汗液采集裝置1c的采集部10c的殼外表面,在對應(yīng)于掛鉤部361的位置上形成有凸部10c1。通過從汗液采集裝置1c的上部沿引導(dǎo)部(未圖示)覆蓋采集部10c的方式推入外裝部36,使得掛鉤部361鉤掛在凸部10c1上,從而使得外裝部36安裝在汗液采集裝置1c上。此外,安裝方法不僅限于鉤掛構(gòu)造。作為安裝方法,也可以通過粘著部件等將外裝部36粘貼在采集部10c的上表面102的外周部。
在外裝部36的底面部36a上,設(shè)置有對位于底面部36a的下側(cè)的刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色變化進行光學(xué)檢測的光學(xué)檢測部35。在底面部36a的上部設(shè)置電路部34。電路部34具有電路基板341。在電路基板341上,設(shè)置有用于進行光學(xué)檢測部35及顯示部31的驅(qū)動及控制,并構(gòu)成轉(zhuǎn)換部、運算部等的電路系統(tǒng)。電路系統(tǒng)由多個電氣元件構(gòu)成。此外,轉(zhuǎn)換部對光學(xué)檢測部35檢測出的數(shù)字信號進行轉(zhuǎn)換。另外,運算部基于數(shù)字信號計算汗液8中包含的乳酸的量。
與構(gòu)成電路部34的電路系統(tǒng)并排,設(shè)置由蓄電池構(gòu)成的電源部33。此外,對蓄電池進行充電的電源連接器(未圖示)露出于外裝部36而被固定。在電路部34的上部,設(shè)置由例如液晶面板構(gòu)成的顯示部31,顯示作為運算部的運算結(jié)果的乳酸值。在顯示部31上,顯示包括乳酸值在內(nèi)的各種信息(測量狀態(tài)等)。另外,在電路部34的上部,設(shè)置由例如按鍵開關(guān)構(gòu)成的操作部32,對電路部34進行各種指示。在指示操作中,有乳酸值的測量開始/結(jié)束指示等。
光學(xué)檢測部35具備光源部351和受光部353而構(gòu)成。光源部351具備向刺激響應(yīng)性凝膠21照射白色光的白色光源352。白色光源352未特別地限定,但在本實施方式,由例如led(lightemittingdiode:發(fā)光二極管)等構(gòu)成。受光部353具備利用光源部351對刺激響應(yīng)性凝膠21照射白色光時,對刺激響應(yīng)性凝膠21反射的反射光的各色光(紅色光、綠色光、藍色光)進行檢測的檢測傳感器。檢測傳感器分別由光電晶體管、彩色濾波器、聚光透鏡等構(gòu)成。這里,將設(shè)紅色光用的檢測傳感器為353r、綠色光用的檢測傳感器為353g、藍色光用的檢測傳感器為353b。
此外,從光源部351(白色光源352)照射的白色光,從由透明的合成樹脂構(gòu)成的采集部10c的上表面102入射,照射刺激響應(yīng)性凝膠21。然后,反映刺激響應(yīng)性凝膠21的結(jié)構(gòu)色的反射光從上表面102被射出,照射受光部353(檢測傳感器353r、353g、353b)。
如圖12所示,汗液測定裝置3作為電路系統(tǒng)具備控制汗液測定裝置3的整體工作的控制部51、存儲各種信息的存儲部52、光源驅(qū)動部53、受光量測定部54、a/d轉(zhuǎn)換部55、顯示部31、以及操作部32。光源驅(qū)動部53、受光量測定部54、a/d轉(zhuǎn)換部55、顯示部31、以及操作部32通過輸入輸出接口41以及數(shù)據(jù)總線42連接至控制部51。此外,控制部51由進行各種運算處理的cpu(centralprocessingunit:中央處理單元)等作為處理器而構(gòu)成。
光源驅(qū)動部53與光源部351連接,驅(qū)動白色光源352。光源驅(qū)動部53與控制部51連接,根據(jù)控制部51的指示控制白色光源352的點燈、熄燈及光量。
受光量測定部54與受光部353(各顏色光用的檢測傳感器353r、353g、353b)連接。然后,受光量測定部54驅(qū)動檢測傳感器353r、353g、353b。
紅色光用的檢測傳感器353r將在刺激響應(yīng)性凝膠21的表面反射的反射光中表示紅色成分的亮度的信號向受光量測定部54輸出。同樣地,綠色光用的檢測傳感器353g將在刺激響應(yīng)性凝膠21的表面反射的反射光中表示綠色成分的亮度的信號向受光量測定部54輸出。藍色光用的檢測傳感器353b將在刺激響應(yīng)性凝膠21的表面反射的反射光中表示藍色成分的亮度的信號向受光量測定部54輸出。
受光量測定部54輸入表示各色光的亮度的信號并向a/d轉(zhuǎn)換部55輸出。a/d轉(zhuǎn)換部55將表示各色光的亮度的數(shù)據(jù)向控制部51輸出。受光部353、受光量測定部54以及a/d轉(zhuǎn)換部55相當(dāng)于轉(zhuǎn)換部。
存儲部52中存儲有程序軟件521及相關(guān)表522。程序軟件521中記述有汗液測定裝置3的動作的控制順序。相關(guān)表522中記載有表示刺激響應(yīng)性凝膠21的色調(diào)與乳酸值之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。
控制部51根據(jù)存儲在存儲部52中的程序軟件521,進行測定乳酸值的控制。具體而言,控制部51具有色調(diào)檢測部511。色調(diào)檢測部511使光源驅(qū)動部53驅(qū)動并使白色光源352點燈。受光量測定部54從各色光用的檢測傳感器353r、353g、353b輸入各色光的亮度信號,并向a/d轉(zhuǎn)換部55輸出。a/d轉(zhuǎn)換部55向控制部51輸出各色光的亮度數(shù)據(jù)。色調(diào)檢測部511使用各色光的亮度數(shù)據(jù)計算刺激響應(yīng)性凝膠21的色調(diào)。
另外,控制部51具有乳酸值運算部512。乳酸值運算部512從色調(diào)檢測部511輸入刺激響應(yīng)性凝膠21的色調(diào)的數(shù)據(jù)。然后,參照刺激響應(yīng)性凝膠21的色調(diào)的數(shù)據(jù)及相關(guān)表522計算乳酸值??刂撇?1進行將乳酸值運算部512計算的乳酸值向顯示部31輸出的控制。而且,控制部51在本實施方式中,依次計算推移變化的乳酸值,在顯示部31上顯示出表示乳酸值的變化的坐標(biāo)圖。用戶能夠觀看顯示部31確認乳酸值及乳酸值的變化。而且,控制部51根據(jù)操作部32輸入的信號控制汗液測定裝置3的動作。此外,色調(diào)檢測部511及乳酸值運算部512相當(dāng)于運算部。
根據(jù)上述實施方式,可得到以下效果。
作為本實施方式的測定裝置的汗液測定裝置3具備汗液采集裝置1c、以及將響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)的結(jié)構(gòu)色即顏色轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號而輸出的轉(zhuǎn)換部(受光部353、受光量測定部54、a/d轉(zhuǎn)換部55)。另外,汗液測定裝置3具備:從轉(zhuǎn)換部輸出的數(shù)據(jù)信號中計算汗液8中包含的乳酸值的運算部(色調(diào)檢測部511、乳酸值運算部512)、顯示運算部的運算結(jié)果(乳酸值)的顯示部31、以及作為容納響應(yīng)部20、轉(zhuǎn)換部、運算部以及顯示部31的容納部的外裝部36。通過這種汗液測定裝置3,能夠使用非侵入式方法連續(xù)地測量汗液8中包含的乳酸的量并在顯示部31上顯示。因此,用戶通過將該汗液測定裝置3安裝在例如手臂等上進行運動等,能夠容易地確認運動中汗液8所包含的乳酸的量的變化等。
第七實施方式
圖13是示意性地示出第七實施方式的汗液測定裝置4的構(gòu)成的截面圖。圖14是示意性地示出汗液測定裝置4的概略的電路構(gòu)成的圖。參照圖13、圖14,對汗液測定裝置4的構(gòu)成及操作進行說明。此外,在以下說明中,對與第六實施方式相同的構(gòu)成及操作,省略對其的說明。
第六實施方式的汗液測定裝置3通過刺激響應(yīng)性凝膠21的結(jié)構(gòu)色(顏色)的變化檢測乳酸值的變化,本實施方式的汗液測定裝置4與其不同,是通過刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率的變化檢測乳酸值的變化。
如上所述,刺激響應(yīng)性凝膠21與乳酸反應(yīng),根據(jù)乳酸的量而膨脹及收縮。由于刺激響應(yīng)性凝膠21膨脹及收縮而使形態(tài)發(fā)生變化,因此刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率會變化。因此,通過在刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部設(shè)置一對電極25,并測量該電極間的電阻,能夠檢測出滲入刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部的乳酸值。此外,電極25的材料只要是有導(dǎo)電性有耐腐蝕性的材質(zhì)即可,除了鎳以及實施過鍍金處理的銅以外,還可以使用鉑金、金、銀等金屬及碳。
本實施方式的汗液測定裝置4,與第六實施方式的汗液測定裝置3大致相同地構(gòu)成。較大差異在于,作為光學(xué)檢測部35的替代而具備電阻檢測部37。與此同時,具備電路部38以替代電路部34。
此外,汗液測定裝置4與第六實施方式相同地,具備汗液采集裝置1c。但是,汗液采集裝置1c是設(shè)置有從采集部10c的上表面102插入刺激響應(yīng)性凝膠21的內(nèi)部的一對電極25的構(gòu)成。另外,在上表面102設(shè)置用于連接設(shè)置在電路部38上的連接器383的連接器26。該連接器26通過兩個電極25及導(dǎo)線(未圖示)電連接。
如圖14所示,汗液測定裝置4具備控制汗液測定裝置4的整個動作的控制部61、存儲各種信息的存儲部62、導(dǎo)電率測定部63、a/d轉(zhuǎn)換部64、顯示部31、以及操作部32作為電路系統(tǒng)。導(dǎo)電率測定部63、a/d轉(zhuǎn)換部64、顯示部31、以及操作部32通過輸入輸出接口41以及數(shù)據(jù)總線42連接至控制部61。
導(dǎo)電率測定部63對設(shè)置在刺激響應(yīng)性凝膠21的一對電極25施加電壓,并檢測在電極25之間流動的電流。刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率會根據(jù)刺激響應(yīng)性凝膠21中包含的乳酸值而變化。因此,導(dǎo)電率測定部63通過檢測流經(jīng)刺激響應(yīng)性凝膠21的電流,能夠檢測出對應(yīng)于乳酸值的刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率。
a/d轉(zhuǎn)換部64將導(dǎo)電率測定部63檢測出的刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率轉(zhuǎn)換為數(shù)字的數(shù)據(jù)信號而輸出。轉(zhuǎn)換部由導(dǎo)電率測定部63及a/d轉(zhuǎn)換部64構(gòu)成。
存儲部62中存儲有程序軟件621及相關(guān)表622等。程序軟件621中記述有汗液測定裝置4的動作的控制順序。相關(guān)表622中記載有表示刺激響應(yīng)性凝膠21的導(dǎo)電率與乳酸值之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。
控制部61根據(jù)存儲在存儲部62內(nèi)的程序軟件621,進行測定乳酸值的控制。具體而言,控制部61具有作為運算部的乳酸值運算部611。乳酸值運算部611從a/d轉(zhuǎn)換部64輸入導(dǎo)電率的數(shù)據(jù)信號。然后,參照數(shù)據(jù)信號的值及相關(guān)表622來計算乳酸值。
另外,控制部61對導(dǎo)電率測定部63向電極25輸出的電壓值進行控制。另外,控制部61進行將乳酸值運算部611計算的乳酸值向顯示部31輸出的控制。而且,在本實施方式,控制部61依次計算推移變化的乳酸值,并在顯示部31上顯示表示乳酸值的推移變化的曲線。用戶觀看顯示部31即可確認乳酸值及乳酸值的推移變化。而且,控制部61根據(jù)操作部32輸入的信號控制汗液測定裝置4的動作。
根據(jù)上述實施方式,可得到以下效果。
作為本實施方式的測定裝置的汗液測定裝置4具備:汗液采集裝置1c、以及將響應(yīng)部20(刺激響應(yīng)性凝膠21)的導(dǎo)電率轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號并輸出的轉(zhuǎn)換部(導(dǎo)電率測定部63、a/d轉(zhuǎn)換部64)。另外,汗液測定裝置4具備:從轉(zhuǎn)換部輸出的數(shù)據(jù)信號中計算汗液8中包含的乳酸值的運算部(乳酸值運算部611)、顯示運算部的運算結(jié)果(乳酸值)的顯示部31、以及容納響應(yīng)部20、轉(zhuǎn)換部、運算部及顯示部31作為容納部的外裝部36。通過這種汗液測定裝置4,使用非侵入式方法,能夠連續(xù)地測量汗液8所含的乳酸的量并顯示在顯示部31上。因此,用戶通過將該汗液測定裝置4安裝在例如手臂等上進行運動等,能夠容易地確認運動中的汗液8所包含的乳酸的量的變化等。
此外,不僅限于上述實施方式,只要在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi),可以進行各種變更和改良。以下對變形例進行說明。
第一實施方式的汗液采集裝置1,作為外殼整體由透明的合成樹脂材料形成。但是,并不限于此,無需整體透明,只要能夠確認響應(yīng)部20的顏色變化的區(qū)域是透明的即可。這一點,第二至第五實施方式均相同。
第一實施方式的汗液采集裝置1構(gòu)成為具備移動部11,也可以不具備移動部11,構(gòu)成為具備采集部10和排出部12。這一點,第二實施方式也相同。
在第一實施方式的汗液采集裝置1中,響應(yīng)部20設(shè)置于采集部10,但除了采集部10以外,也可以設(shè)置于移動部11。在這種構(gòu)成的情況下,通過在使積存在采集部10的汗液8一口氣向排出部12移動的移動部11測量乳酸的量,能夠平均地匯聚積存于采集部10中的全部汗液8而進行測量。這種情況下,可以將響應(yīng)部設(shè)置在移動部11的上表面的內(nèi)側(cè),并在其下側(cè)設(shè)置空隙區(qū)域。由此,汗液8通過響應(yīng)部、以及設(shè)置在響應(yīng)部的下側(cè)的空隙區(qū)域而向排出部12流動,從而能夠連續(xù)地進行乳酸的測量。這一點,第二實施方式也相同。
在第一實施方式的汗液采集裝置1中,響應(yīng)部20設(shè)置于采集部10,但除了采集部10以外,也可以設(shè)置于排出部12。這種情況下,在孔部122的內(nèi)側(cè)設(shè)置響應(yīng)部,形成狹縫狀的孔部即可。
在第二實施方式的汗液采集裝置1a中,響應(yīng)部20設(shè)置于采集部10,但除了采集部10以外,也可以設(shè)置于排出部12a。在排出部12a中設(shè)置響應(yīng)部時,如果在排出部12a將實施了親水化處理的化學(xué)纖維(例如,無紡布)作為多孔質(zhì)材料而使用的情況下,則通過將無紡布浸入混合了構(gòu)成刺激響應(yīng)性凝膠21的高分子材料和溶劑以及微粒子的液體中,在保持多孔質(zhì)的狀態(tài)下照射紫外線,構(gòu)成排出部12a即可。這種情況下,如果無紡布是白色的,則能夠提高刺激響應(yīng)性凝膠21的顏色變化的分辨性。
在第六實施方式的汗液測定裝置3中,使用第四實施方式的汗液采集裝置1c構(gòu)成。但是,并不限于此,也可以使用第五實施方式的汗液采集裝置1d構(gòu)成。這一點,第七實施方式也相同。
在第六實施方式的汗液測定裝置3中,在顯示部31顯示乳酸值,但只要顯示部31能夠顯示彩色即可,可以與乳酸值一起顯示結(jié)構(gòu)色。
第一實施方式的汗液采集裝置1,形成采集部10上通過一個移動部11連接有一個排出部12的構(gòu)成。但是,并不限于此,可以形成在一個采集部10的外周部而不連接移動部11,但具備多個排出部12的構(gòu)成。
根據(jù)這種汗液采集裝置,能夠使采集部采集到的液體更有效地向排出部流動,并更有效地從排出部向外部排出。
第四實施方式的汗液采集裝置1c中,排出部12c以采集部10c為中心,沿著采集部10c的外周部相連,在整個外周而構(gòu)成。但是,并不限于此,排出部12c只要沿著采集部10c的外周部相連而構(gòu)成即可,也可以不構(gòu)成在外周部的全周。這一點,第五實施方式也相同。
在第一至第七實施方式,測量的是汗液8中乳酸值,但也可以測量其它體外分泌液(淚液、唾液、尿液等)中的乳酸值及血液中的乳酸值。在任何情況下,不使用酶也能夠容易地測量。
通過應(yīng)用第一至第七實施方式,在醫(yī)療領(lǐng)域,例如,當(dāng)患者的情況突然發(fā)生變化時,能夠作為迅速測量患者血液中以及組織中的乳酸濃度的上升程度的傳感器來使用。另外,例如,能夠作為測量閉塞性動脈硬化癥及褥瘡等的乳酸值的增加的傳感器來使用。
通過應(yīng)用第一至第七實施方式,在食品領(lǐng)域,例如,通過測量釀造時以及乳酸發(fā)酵時的乳酸濃度,能夠確認各工序的進展情況。另外,例如,作為食品的品質(zhì)評價,通過測量乳酸值,能夠確認食品的新鮮度。
通過應(yīng)用第一至第七實施方式,在制藥領(lǐng)域,例如,能夠用作將癌組織作為目標(biāo)的藥物輸送用材料。此外,還能夠用作生物反應(yīng)器監(jiān)視器以及細胞培養(yǎng)監(jiān)視器。